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日期:2009-09-07 阅读次数:10376
 
西安交大苏州研究院机电系统测控一体化实验室
 
概况:
  机电测控系统一体化实验室以西安交通大学机械工程学院为依托,是专门从事智能机器人测控技术以及脑电信号检测技术研究的科研实体。研究室现有研究人员8名,包括教授1名,副教授1名,博士研究生生一名,硕士研究生5名。自成立以来,实验室承担了省部级项目两项,已发表学术论文4篇,其中EI收录两篇。本实验室以机电测控系统一体化技术为研究对象,在综合机械、信息、电子技术、生命等诸多学科领域的基础上,致力于推动苏州及周边地区的装备制造业发展,逐步形成了以高科技研究为主,兼顾实用技术的发展模式,在脑机接口技术及应用、智能信号处理技术、嵌入式系统、网络化检测与智能诊断技术、智能传感器技术等多个技术领域形成了自己的特色,并取得了相应的研究成果。
 
 
(一)现代检测技术分组
研究领域:                                            
    目前主要从事网络化监测与智能诊断技术、数字化维修和保障技术、智能信息处理技术、汽车主动安全等领域的研究。
学术及科研成果:

    近五年来,教学方面主要承担专业基础课“现代测试技术”和专业课“机械故障诊断学”的本科生教学工作,同时承担研究生“智能信息处理技术”的教学工作。在教学管理上,主管测控技术专业,支持西安交大仪器科学与技术学科的发展,该学科成为一级学科博士点,并建立了博士后流动站。在科研方面,主要从事网络化监测诊断技术、计算机虚拟仪器、机械信号处理和人工智能应用技术研究。在纵向项目中,作为项目负责人承担了国家“十五”攻关项目“基于网络的设备远程监测和故障诊断系统”和国家发改委高技术产业化项目“离心压缩机组集散监控系统”;作为第二参加人参与国家“十五”、“863”重点项目“基于资源节点的设备监测诊断网络系统及关键技术研究”;作为主要参加人完成国家“八五”攻关项目,研制成功“大型离心式压缩机组在线监测诊断系统”,该项目于1998年列入国家科委颁布的重点科技成果项目,并获国家科技进步三等奖。在横向项目中,开发了便携式监测诊断系统和设备状态点检信息管理系统,在上海宝钢、武钢、马钢、酒钢、扬子石化、齐鲁石化等多家单位得以应用,经济效益超过五千万。另外,作为主要完成人申请“基于扭振的回转机械状态监测方法”、“全息动平衡方法”和“基于概率模型的设备动态报警技术”国家发明专利三项,2003年获得中国专利优秀奖一项。 

 

(二)机器人分组

实验室研究方向:

    本实验室目前综合运用智能信号处理技术、智能测控技术、嵌入式系统、网络化监测与智能诊断技术、智能传感器技术等多项基础技术,主要进行以下几个系统方向的研究:

1、助老助残机器人系统研究:

(1)在2007年度江苏省自然科学基金的支持下开发研制一种助残机器人——脑机接口驱动控制神经义肢手系统。


图1   基于脑电控制的神经义肢手系统组建原理图

该系统的特色和创新之处在于:
  1)选用多通道EEG测量系统,利用大脑行为驱动机理及脑电信号的特征提取与识别方法,实现了手操作的脑电信号的模式识别。
  2)改造国内现有的肌电控制义肢手,使其能够实现脑电信号的驱动控制,完成手的抓取、松开、闭合等基本功能。
  3)采用串行通信接口技术,连接多通道EEG测量系统和多指头义肢手系统,成功开发了一个脑机接口装置,实现了神经义肢手的脑机接口驱动控制。

(2)在前面的研究基础上,在机器人学国家重点实验室基金的支持下,进一步研究面向义肢手控制的大脑“意念”驱动机理及其脑电信号的特征提取与识别方法,完成相应的脑-机(BCI)接口的开发研究,在国内率先开发研制大脑“意念”驱动神经义肢手的原型系统。

(3)助老助残移动机器人技术研究
主要研究移动机器人本体机械结构设计、移动机器人精密运动控制、移动机器人与外界环境的视觉感知和与人的触觉感知交互,移动机器人导航与路径规划,脑电信号无线传输控制以及基于ARM的嵌入式移动机器人控制系统,从而构建一个轮式移动服务机器人,可以在“意念”控制下帮助残疾人及老年人完成物体的取放。

2、大型旋转机械多参数在线监测与精密故障诊断系统(VT&FF)


 图1 大型旋转机械多参数在线监测与精密故障诊断系统


图2 滑动轴承润滑膜的动态测量方法原理 
图3  在线监测与诊断系统

  VT&FF的早期系统已在电厂、炼油厂已得到了成功应用,通过2006年度国家自然科学基金的支持,现有系统的关键技术已申请了国家发明专利(滑动轴承润滑膜的动态测量方法及测量用光纤传感器,200810150326.7),它的突出特色主要包括:
  1、实现了机组振动、温度、润滑膜工作状态等多参数信息的综合协调监测;
  2、采用双圈同轴式光纤传感器拾取滑动轴承润滑膜的状态信息,提取它的多维特征,动态显示润滑膜的工作状态;
  3、通过转子动力学知识对轴承-转子系统的典型工作状态(正常、异常)进行数值模拟,实现了滑动轴承润滑膜的可视化,从而获取润滑膜工作状态的特征知识,构建其特征知识库;
  4、拥有丰富的多参数信息特征知识库,采用智能信息融合算法实现大型旋转机械设备故障的在线自动诊断与离线精密诊断分析。

实验室科研成果:
  1、完成江苏省自然科学基金项目脑电驱动神经义肢手项目;机器人学国家重点实验室基金项目-大脑“意念”驱动神经义肢手的关键技术研究正在进行中
  2、申请软件著作权3项;
  3、申请国家发明专利两项;
  4、发表论文四篇,其中两篇被EI收录。

 

(三)三维光学测量技术分组

系列工业近景摄影测量技术

    综合机械设计、光学测量技术、计算机技术,自主研发系列工业近景摄影测量系统,广泛的应用于汽车工业、飞机工业、机械制造、模具设计、家电、数码类电子产品等制造行业的三维复杂曲面产品的三维测量、逆向设计、产品质量检测、尺寸检验、变形与应变分析。
1、XJTUOM 三维光学面扫描测量系统
2、XJTUDP 三维摄影测量系统
3、XJTUSD 三维静态变形测量系统
4、XJTUDA 三维动态变形测量系统
5、XJTUSM 板料成型应变分析系统
6、三维检测软件研究开发
7、三维逆向设计
8、冲压应变三维测量
9、拉伸变形散斑三维图像处理

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